Методические указания по выполнению практических работ (стр. 5 )

В соответствии с Федеральным законом « Об основании охраны труда в Российской Федерации» от 01.01.01г. , в целях улучшения организационной работы по созданию здоровых и безопасных условий труда, проведению образовательного процесса.

Работая в химической лаборатории необходимо соблюдать БОЛЬШУЮ ОСТОРОЖНОСТЬ: помнить, что неаккуратность, невнимательность недостаточное знакомство с приборами и свойствами химических веществ могут повлечь за собой несчастный случай. Приступать к выполнению задания можно только после разрешения преподавателя. Химические реакции выполнять с такими количествами и концентрациями веществ, в такой посуде и приборах, как это указано в соответствующем разделе руководства. Проводить опыт в чистой посуде. Внимательно прочесть надпись на этикетке, прежде чем взять вещество. Все опыты, сопровождающиеся выделением ядовитых, летучих и неприятно пахнущих веществ (например, выпаривание, кипячение растворов кислот, а также растворов, содержащих галогены, аммиак, сероводород и т. п.), проводить только в вытяжном шкафу. Выполняя опыты со взрывчатыми, легко воспламеняющимися веществами или кислотами и щелочами, помимо соблюдения всех других мер предосторожности, работать стоя. Поджигать выделяющиеся газы и пары можно только после предварительной проверки их на чистоту, так как смесь горючего с воздухом взрывается. Наливая или нагревая реактивы, не наклоняться над сосудом, так как возможно разбрызгивание жидкости. Нагревая пробирки, колбы, стаканы, держать их отверстием от себя и от находящихся рядом людей. Нюхать выделяющиеся газы издали, подмахивая рукой от сосудов к себе реактивы не пробовать на вкус, так как большинство из них ядовитые. При работе с газоотводной трубой убирать горелку из-под пробирки с реакционной смесью можно лишь тогда, когда конец газоотводной трубки опущенный в жидкость удален от нее. Если убрать горелку преждевременно, то жидкость засосет в реакционную пробирку и может произойти разбрызгивание. Держать дальше от огня легковоспламеняющиеся вещества, эфир, бензол и др. Если воспламеняется бензин, спирт или эфир, надо немедленно накрыть пламя асбестом или засыпать песком. В лаборатории есть огнетушитель, ящик с песком, аптечка с медикаментами.
Основные понятия и законы химии

Молекула — наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами. Молекулы состоят из атомов.

Атом — наименьшая частица элемента, обладающая его хи­мическими свойствами. В состав молекулы может входить раз­личное число атомов. Следует запомнить, что молекулы таких газообразных веществ, как водород, азот, кислород, фтор — двухатомны, молекулы благородных газов (элементов VIIIA  под­группы) — одноатомны.

За единицу относительных атомных масс принята 1/12 часть массы атома изотопа углерода 12С, названная атомной единицей массы (а. е.м.).

Относительной атомной массой Аr (или просто атомной мас­сой) элемента называют отношение массы его атома к 1/12 части массы атома 12С.

Относительной молекулярной массой Мr (или просто молеку­лярной массой) простого или сложного вещества называют от­ношение массы его молекулы к 1/12 части массы атома 12С.

Наряду с единицами массы и объема, в химии необходимо использовать единицу количества вещества, называемую молем.

Моль — это количество вещества, содержащее столько моле­кул, атомов, ионов, электронов или других структурных единиц, сколько содержится атомов в 12 г изотопа углерода С. Числе частиц в моле любого вещества одно и то же. Оно равно 6,02.1023 и называется постоянной Авогадро (NA).

Массу вещества, взятого в количестве один моль, называют молярной (или мольной) массой и обозначают символом М.

Молярная масса М и количество вещества n (или v) связаны соотношением: М= m/n, где m — масса вещества. Молярную массу вещества обычно выражают в г/моль, она имеет то же численное значение, что и его относительная моле­кулярная масса. Согласно закону Авогадро, одно и то же числе молекул любого газа занимает при одинаковых условиях один и тот же объем. При нормальных условиях (Р = 101,325 кПа; Т= 273 К) один моль газа занимает объем 22,4 л. Эта величине называется молярным (мольным) объемом любого газа Vм и представляет собой отношение объема, занимаемого газом, к его ко­личеству: VM = V/n

Для определения молекулярных масс веществ, находящихся в газообразном состоянии, следует использовать понятие отно­сительной плотности первого газа ко второму — Д. Эта величина показывает во сколько раз один газ тяжелее другого, если их одинаковые объемы измерены при одинаковых условиях. Отно­сительную плотность рассчитывают по формуле: Д = М1/М2, где М1, М2 — молярная масса газов.

Часто плотность различных газов определяют по отношению к водороду, как самому легкому из всех газов. Молярная масса водорода МH2 = 2 г/моль, тогда Д Н2 = МГ/МH2 = Мг/2, откуда М = 2ДН2.

Можно вычислить молярную массу газа, исходя из его отно­сительной плотности по воздуху. Средняя молярная масса возду­ха М возД = 29 г/моль. Тогда Д возд = МГ/МВОЗД, откуда Мг = 29Двозд

Молярную массу газообразного вещества можно определить и другим способом, используя понятие о молярном объеме ве­щества. Для этого находят объем, занимаемый при нормальных условиях определенной массой данного вещества в газообразном состоянии, а затем вычисляют массу 22,4 л этого вещества при тех же условиях. Полученная величина и выражает молярную массу вещества (в г/моль).

При расчетах по уравнениям химических реакций необходи­мо использовать закон сохранения массы веществ: масса ве­ществ, вступающих в реакцию, равна массе веществ, образую­щихся в результате реакции.

При химических реакциях сохраняется не только общая мас­са веществ, но и масса каждого из элементов, входящих в состав взаимодействующих веществ. Если в химической реакции участ­вуют только газообразные вещества, то следует применять закон объемных отношений: объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу, а также к объемам получающихся газообраз­ных продуктов, как небольшие целые числа.

Формулы веществ показывают, какие элементы и в каком количестве входят в состав вещества. Различают формулы про­стейшие или эмпирические и молекулярные или истинные. Простейшая формула выражает наиболее простой возможный атомный состав молекулы вещества, соответствующий отноше­ниям масс между элементами, образующими данное вещество. Молекулярная формула показывает действительное число ато­мов каждого элемента в молекуле с учетом молекулярной массы данного вещества.

Классы химических соединений

Раздел «Классы химических соединений» является наиболее важным в курсе химии. Прежде чем выполнить эксперименталь­ную работу по этому разделу, надо твердо усвоить на какие клас­сы делятся неорганические вещества, как составляются названия веществ, принадлежащих различным классам соединений, какие основные реакции характерны для каждого класса химических соединений.

Химические соединения разделяются на классы по составу и по химическим свойствам, которые эти вещества проявляют в химических реакциях.

Один из классов неорганических соединений включает ве­щества, состоящие из двух элементов, один из которых кисло­род, такие соединения называются оксидами. Их названия обра­зуются от корня латинского названия кислорода с окончанием «-ид» и русского названия второго элемента в родительном паде­же. Если элемент может иметь разные степени окисления, то по­сле его названия в скобках указывают римскими цифрами сте­пень окисления. Например, Сl2O7 — оксид хлора (VII), Cu2O — оксид меди (I).

По химическим свойствам оксиды подразделяются:

Несолеобразующие оксиды не взаимодействуют ни с кисло­тами, ни с основаниями.

Основными называются оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с кислотами или кислотными оксидами. В ос­новных оксидах для элемента, его образующего, характерна низ­кая степень окисления: +1, +2, редко +3.

Кислотными называются оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с основаниями или с основными оксидами. В этом случае элемент, образующий оксид, имеет степень окис­ления +4 и выше.

Амфотерными называются оксиды, которые образуют соли при взаимодействии как с кислотами, так и с основаниями, т. е. проявляют двойственную природу.

Среди сложных соединений, состоящих из элемента, кислорода и водорода, важную группу образуют гидроксиды. Некоторые из них — основные гидроксиды — проявляют свойства оснований — NаОН, Ва(ОН)2, Fе(ОН)2 и т. п.

Другие — кислотные гидроксиды — проявляют свойства ки­слот — Н2SO4, Н3РO4, НСlO4 и т. п. Существуют и амфотерные гидроксиды, которые в зависимости от условий проявляют как ос­новные, так и кислотные свойства А1(ОН)3, Zn(ОН)2, Fе(ОН)3, Сr(ОН)3 и др.

Важный класс неорганических соединений, выделяемый по хи­мическим свойствам, составляют кислоты. К ним относятся ве­щества, способные диссоциировать в растворе с образованием ионов водорода. Характерным свойством кислот является их способность взаимодействовать с основаниями, основными и амфотерными оксидами с образованием солей.

По наличию кислорода в своем составе кислоты делятся:

По числу содержащихся в молекуле кислот атомов водорода, способных замещаться атомами металла, различают кислоты од­ноосновные (HCl, HNО3), двухосновные (H2SО4, H2S), трехоснов­ные (Н3РО4).

Названия кислот происходят от элемента, образующего ки­слоту. Названия кислородсодержащих кислот зависят от степени окисления элемента, образующего кислоту. Максимальной сте­пени окисления элемента, равной номеру группы в периодиче­ской системе элементов, соответствует суффикс «...н(ая)» или «-ов(ая)», например НС1О4 - хлорная кислота, Н2СrО4 - хро­мовая кислота. Для названия кислоты, соответствующей низшей степени окисления элемента, используется суффикс «-ист(ая)»: НNО2 — азотистая кислота, Н2S03 - сернистая кислота.